DE264190C - - Google Patents
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- DE264190C DE264190C DENDAT264190D DE264190DA DE264190C DE 264190 C DE264190 C DE 264190C DE NDAT264190 D DENDAT264190 D DE NDAT264190D DE 264190D A DE264190D A DE 264190DA DE 264190 C DE264190 C DE 264190C
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
- G01C21/10—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration
- G01C21/12—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration executed aboard the object being navigated; Dead reckoning
- G01C21/16—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration executed aboard the object being navigated; Dead reckoning by integrating acceleration or speed, i.e. inertial navigation
- G01C21/18—Stabilised platforms, e.g. by gyroscope
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- Vibration Prevention Devices (AREA)
Description
KAISERLICHESIMPERIAL
PATENTAMT.PATENT OFFICE.
PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING
- M 264190--KLASSE 42 c. GRUPPE- M 264190 - CLASS 42 c. GROUP
AUGUST SCHERL in BERLIN.AUGUST SCHERL in BERLIN.
durch einen Kreisel.through a top.
Patentiert im Deutschen Reiche vom 26. November 1909 ab.Patented in the German Empire on November 26, 1909.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur dynamischen Stabilisierung des Gleichgewichts von Fahrzeugen oder andern Körpern, die im statischen Sinne labil an einer Längsachse aufgehängt sind, durch einen Kreisel, dessen Gehäuse erstens in dem zu stabilisierenden Fahrzeug oder Körper an einer Querachse so aufgehängt ist, daß die Rotationsachse des Kreisels auf der Querachse senkrecht steht und die Längsachse schneidet, so daß sie mit dem Gehäuse Präzession sschwingungen nur in einer durch die Längsachse des Fahrzeugs oder Körpers gehenden Ebene ausführen kann, und dessen Gehäuse zweitens das Relais eines Servomotors so steuert, daß der Motor bei einem Präzessionsausschlag Zusatzkräfte im Sinne einer Beschleunigung der Präzession einschaltet.The invention relates to an arrangement for dynamic stabilization of the Equilibrium of vehicles or other bodies that are unstable in a static sense on a Longitudinal axis are suspended by a gyroscope, the housing of which is firstly in the area to be stabilized Vehicle or body is suspended on a transverse axis so that the axis of rotation of the gyro is perpendicular to the transverse axis and intersects the longitudinal axis, so that They precession vibrations with the housing only in one through the longitudinal axis of the vehicle or body level, and its housing secondly, the relay of a servomotor so that the motor has additional forces in the event of a precession deflection switches on in the sense of an acceleration of the precession.
Eine solche Anordnung, bei der die Auf-Such an arrangement, in which the
ao hängung des Kreisels selbst eine labile ist, ist in den Patentschriften 219780 und 220368 beschrieben. Nach der vorliegenden Erfindung soll nun die Stabilisierung eines labilen Fahrzeuges auch durch Verwendung eines stabil oder indifferent gelagerten Kreisels erreicht werden. Zu diesem Zweck werden die Zusatzkräfte in der Phase gegen die Präzessionsgeschwindigkeit verschoben, und zwar in nacheilendem Sinne. Für den indifferent gelagerten Kreisel muß außerdem noch eine Anordnung dahin getroffen werden, daß der Kreisel stets in seine Mittellage zurückkehrt, sobald das ganze System in seine absolute Gleichgewichtslage gelangt. Für den stabil gelagerten Kreisel ist das ohne weiteres der Fall.ao suspension of the gyro itself is a labile one, is described in patents 219780 and 220368. According to the present invention, the aim is to stabilize an unstable vehicle also achieved by using a stably or indifferently mounted gyro will. For this purpose, the additional forces in the phase against the precession speed postponed, in a lagging sense. An arrangement must also be made for the indifferently mounted top be taken so that the top always returns to its central position as soon as the whole system comes into its absolute equilibrium. For the stable Kreisel, this is the case without further ado.
■ In der Zeichnung ist schematisch eine Ausführüngsform einer Vorrichtung dargestellt, durch die die erwähnte Phasenverschiebung der Zusatzkräfte herbeigeführt werden kann. Die Ausführungsform schließt sich an diejenige an, die in der Patentschrift 267812 für eine Vorrichtung zur Erzielung einer von der Präzessionsgeschwindigkeit abhängigen Kraft beschrieben ist; RR sind die Lenker, die in der Zeichnung zu jener Patentschrift mit 18 und■ In the drawing, an embodiment of a device is shown schematically, by means of which the mentioned phase shift of the additional forces can be brought about. The embodiment follows on from that which is described in patent specification 267812 for a device for achieving a force dependent on the speed of precession; RR are the handlebars that are shown in the drawing for that patent with 18 and
23 bezeichnet sind. P1 ist der Angriffspunkt23 are designated. P 1 is the point of attack
24 des Lenkers 25, P2 entspricht dem Angriffspunkt 19 der Kolbenstange 20,^ A ist der Katarakt 22. Nach der Erfindung wird der obere Lenker R über den Punkt P1 hinaus verlängert und dadurch der Angriffspunkt der Feder F, die der Feder 26 des erwähnten Patents entspricht, nach außen verlegt. Es wird also die Länge des von der Kataraktfeder beeinflußten Gegenlenkers (23 der Patentschrift 267812) von der Länge des Lenkers (18 der Patentschrift 267812) verschieden gemacht, und hierdurch kann eine in weiten Grenzen regelbare Phasenverschiebung der Zusatzkraft erzielt werden.24 of the link 25, P 2 corresponds to the point of application 19 of the piston rod 20, ^ A is the cataract 22. According to the invention, the upper link R is extended beyond the point P 1 and thereby the point of application of the spring F, which the spring 26 of the mentioned patent, relocated to the outside world. The length of the counter-arm influenced by the cataract spring (23 of patent specification 267812) is made different from the length of the arm (18 of patent specification 267812), and a phase shift of the additional force that can be regulated within wide limits can thereby be achieved.
Das lehrt die nachstehende mathematische Entwicklung, in der A1A2 Konstanten sind,
deren Wertejvon den Hebellängen usw. abhängen.
·> P1 schwinge nach dem GesetzThis is taught by the following mathematical development, in which A 1 A 2 are constants, the values of which depend on the lever lengths, etc.
·> P 1 oscillates according to the law
S1 = A1 - sin (wt). S 1 = A 1 - sin (wt).
An der Kolbenstange wirkt nach oben eine ίο Kraft A ίο force acts upwards on the piston rod
wenn mit F die Federkraft bezeichnet wird. Für χ kann gesetzt werdenif F denotes the spring force. For χ can be set
x ^ S1 + -£- (S1 - S2) Das ist die Differentialgleichung der Bewegung; eine Partikularlösung kann ausgesprochen werden durch das Gesetz x ^ S 1 + - £ - (S 1 - S 2 ) This is the differential equation of motion; a particular solution can be pronounced through the law
S2 = .42-sin (tu t + φ), j das Gültigkeit hat unter den Bedingungen:S 2 = .4 2 -sin (tu t + φ), j that is valid under the conditions:
a) tang φ = — -j-^-, a) tang φ = - -j - ^ -,
A1- k (ι + λ) A 1 - k (ι + λ)
also:so:
= -χ [(R + ρ) · S1 - ρ · S2],= -χ [(R + ρ) · S 1 - ρ · S 2 ],
P =P =
P)-S1-P- S2].P) -S 1 -P- S 2 ].
Bezeichnet h den Dämpfungsfaktor des Katarakts, so kann geschrieben werden: If h denotes the damping factor of the cataract, it can be written:
h-R
oder mit den Abkürzungen Mr
or with the abbreviations
F _ ρF _ ρ
if S2 if S 2
= k (1 -J-X)-S1 — k ·λ· = k (1 -JX) -S 1 - k λ
das ist nach Einführung vonthat is after the introduction of
S1 =-i41-sin (ω t): S 1 = -i4 1 -sin (ω t):
d s
(2.) ?.. — k{i+\)-A1-sm{wt) — k-X-s2. d s
( 2. )? .. - k {i + \) - A 1 -sm {wt) - kXs 2 .
Ct tCt t
A2 =A 2 =
■ λ2 +■ λ 2 +
A2-A1 ·ΐ + — · coscp. A 2 -A 1 * ΐ + - * coscp.
b)
oderb)
or
Soll das Theorem auf das Kreiselproblem angewendet werden, so empfiehlt es sich, von der Bewegung des Punktes P2 auszugehen, welche der Kreiselbewegung synchron und phasengleich ist, d. h. anzusetzen:If the theorem is to be applied to the gyro problem, it is advisable to start from the movement of point P 2 , which is synchronous and in phase with the gyroscopic movement, that is to say:
S2= A2 -sin (ω t) ;■
daraus würde dann folgen:
S1 = A1 - sin (ου ί -f- φ)S 2 = A 2 -sin (ω t) ; ■ from this it would follow:
S 1 = A 1 - sin (ου ί -f- φ)
= Aa..= A a ..
tang φ = -itang φ = -i
(i + λ)
tu (i + λ)
do
• sin ι • sin ι
, , 0<φ<— ·,, 0 <φ <- ·
k-X — — 2 kX - - 2
Die Kreiselgeschwindigkeit befolgt das Gesetz The gyro speed obeys the law
V2 = -rf = d tV 2 = -rf = dt
V2 = V 2 =
co · cos (ω t) co cos (ω t)
wt + wt +
Die Zusatzkraft ist proportional C · S1 (wo C eine Konstante ist), also:The additional force is proportional to C S 1 (where C is a constant), so:
und setzt manand you sit
so istso is
A(i+ λ)A (i + λ)
■ — φ = ψ,■ - φ = ψ,
tang ψ = tang φ I — cotang φ = tang ψ = tang φ I - cotang φ =
Resultat:Result:
F2 = A2 · ω · sin I ω t -\ jF 2 = A 2 · ω · sin I ω t - \ j
2 k (I + λ) 2 k (I + λ)
rinrin
tang ψ =tang ψ =
, k~ , k ~
k · Kk · K
Aus diesen Gleichungen ist zu ersehen, daß die mit der Geschwindigkeit proportionale Kraft tatsächlich phasenverschoben ist gegen die Geschwindigkeit, und zwar dieser nacheilt, wenn λ positiv ist, ihr voreilt, wenn λ negativ gemacht ist. Innere Schwingungen können auch hier durch den in Patentschrift 267812 beschriebenen Beruhigungskatarakt erstickt werden.From these equations it can be seen that the speed proportional Force is actually out of phase with the speed, namely the speed is lagging behind, if λ is positive, it leads if λ is made negative. Inner vibrations can also suffocate here due to the sedative cataract described in patent specification 267812 will.
Claims (2)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE264190C true DE264190C (en) |
Family
ID=521528
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DENDAT264190D Active DE264190C (en) |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE264190C (en) |
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0
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